一种新颖的颗粒粒度分析仪—消光式测粒仪

一种新颖的颗粒粒度分析仪──消光式测粒仪郑刚，张志伟，蔡小舒，王乃宁（华东工业大学）０引言光散射测粒技术是目前公认的很有发展前途的一类测粒技术。本文基于Ｍｉｅ光散射理论，利用消光原理（Ｌｉｇｈｔｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）［１］，采用可见光波段的多个波长，...     

计算机辅助粉尘浓度检测系统

介绍了多波长消光法测尘的测量原理.分析了计算机辅助粉尘检测系统和工作原理.     

消光法测量微粒尺寸的测量下限的研究

根据Ｍｉｅ光散射理论,本文详细讨论了用可见光波段的光透消光法（Ｌｉｇｈｔｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）测量微粒尺寸的测粒下限。分析及计算表明,采用合适的最优化计算方法,光透消光法可用于测量亚微米级及以下的超细颗粒。文中给出了数值模拟计算结果及实测结果。     

主成分分析在光全散射特征波长选择中的应用

为了能在用光全散射法测量颗粒粒径时选择对粒径影响较显著的特征波长进行测量,通过在可见及可见-红外波段内对粒径服从单峰R-R分布颗粒系的消光光谱,一阶微分以及二阶微分消光光谱进行主成分变换,提出一种特征波长选择方法。该方法首先对颗粒系的一阶微分消光光谱进行主成分变换,然后将每个波长下的一阶微分消光谱对主成分贡献率的大小作为特征波长选择的主要依据,并将光谱范围的边界波长也作为特征波长。分别对粒径服从单峰及双峰R-R分布的颗粒系进行数值仿真,并采用标准颗粒的实测数据进行验证。验证结果显示,采用基于主成分分析的波长选择方法计算方便、易于实现,得到的标准颗粒粒径反演误差均小于3%,表明采用提出的波长选择方法能够保证选出的光谱消光值具有较高的信息量。     

快速空间测角系统中偏振棱镜消光比的影响

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能,对一定入射及方位角的光束经过Glan-Taylor棱镜后导致的非均匀分布的消光比参数引起的系统测角误差进行了研究。首先,建立系统坐标系模型,采用光线追迹法及偏振光的琼斯矩阵描述方式,对格兰-泰勒棱镜消光比参数引起的测角误差进行了理论推导;接着,结合一定入射及方位角下非均匀分布的消光比参数,运用Matlab软件进行了仿真分析。最后,通过搭建实验平台,利用平移接收单元来模拟不同的入射方位及角度变化;根据实验值与仿真结果的对比分析,得出非均匀分布的消光比对测角精度的影响。结果表明,在一定的出射光范围内,入射角是影响消光比非均匀分布进而影响系统测角精度的主要因素,当方位角为90°时,系统测角误差较小;全方位角范围内系统测角误差随入射角的增大而显著增大,由此验证了理论分析的正确性。该研究成果对优化测角系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。     

空间目标光度测量的消光修正拟合

为了提高光度测量的精度进而提高反演空间目标的姿态、形状等特性的准确率,提出了消光修正拟合的光度测量方法.传统的光度测量是利用一些已知星等恒星的灰度值计算零等星灰度值,然后再通过待测目标的灰度值计算出待测目标的星等值,在此过程中加入经典大气消光模型所带来的影响.先是利用实测数据对光度测量计算过程中的消光修正进行拟合,充分...     

多方向金属光栅偏振器及在偏振导航中的应用

在同一聚碳酸酯基底上制作了6个不同方向的双层金属光栅偏振器,用于消除分立器件带来的安装误差。将该偏振器应用于偏振导航传感器上并进行了测角精度测试,基于神经网络法研究了角度测量的误差补偿方法。首先,基于严格耦合波理论设计了一种亚波长双层金属光栅偏振器,分析了它的周期和金属厚度对偏振器性能的影响,其在510nm波长入射时TM偏振光透射率高于71%,消光比大于2 100。应用纳米压印技术在聚碳酸酯基底上加工制作了设计的偏振器,其基底上设有6块结构参数相同但朝向不同的双层金属光栅结构。将此偏振器安装在偏振导航传感器上并在测试平台上测试了测角精度,测试的原始误差在±1°以内;经BP神经网络法误差补偿后,测角误差在±0.2°以内。得到的结果可较好地满足偏振导航的要求。     

采用双调制方式测量消光比参数

提出了一种采用磁光调制与光源调制技术高精度测量偏振棱镜消光比参数的方法并建立了相应的消光比测量系统。首先,根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型;采用磁光调制方式,实现了待测偏振棱镜晶体光轴与起偏器晶体光轴夹角的高精度定位。然后,采用光学斩波器对光源进行方波调制,消除了各种噪声对系统测量精度的影响,使得系统在待测偏振棱镜实现光轴精确定位后能够准确测量光强值。最后,对待测偏振棱镜进行了多次测量并求取平均值。实验结果显示,对偏振棱镜消光比参数的测量精度为10-6,验证了提出方法的有效性和稳定性。该系统精度高、稳定性好、容易实现工程化,对偏振器件的性能检验和实际应用具有指导意义。     

球形金纳米颗粒的消光特性及不同折射率环境下的共振波长

为了研究球形Au纳米颗粒的消光特性及共振波长与环境折射率的关系,采用Mie理论计算了直径为20,40,60和80nm的球形Au纳米颗粒在不同折射率的介质环境中的消光谱,并利用消光法实验测量了这4种粒径的Au纳米颗粒在不同浓度糖水中的吸光度,取得了糖水介质环境的折射率与浓度之间的关系及其色散规律,以及Au纳米颗粒的消光系数及共振波长随环境折射率变化的数据。结果表明,介质环境糖水浓度一定时,Au颗粒半径增大,消光峰值红移;颗粒半径一定时,周围介质环境糖水浓度增大,消光峰值红移;Au纳米颗粒的共振波长与糖水浓度呈线性关系,20,40,60,80nm的Au纳米颗粒对应的线性斜率分别为0.106 0,0.135 5,0.193 8,0.265 8,斜率随粒径尺寸的增大而增大。该结论为探索纳米颗粒的折射率敏感性奠定了基础。     

颗粒浓度在线监测的双波长消光法

用消光法（Ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）可以测量微粒的粒度及浓度,但一般仅限于实验室装置。本文提出了一种双波长消光法进行颗粒浓度在线监测的新方法。文中除给出理论分析外,还给出了实测结果。     

颗粒粒度在线测量的多对波长消光法

本文提出一种新的能实现颗粒粒度在线监测的多对波长消光法。理论分析及实验研究证实了这种方法的有效性。     

消光法测量乳剂颗粒的研究

为研究消光法颗粒粒径测量中浓度和双层球形颗粒问题,根据Lambert-Beer定律,对不同浓度下的乳剂和PBA/PMMA双层球颗粒乳剂采用多波长消光法进行测量分析。实验结果表明:当颗粒物浓度超出某一临界浓度范围后,由消光法测量的粒径结果将受浓度变化的剧烈影响;对于核壳结构的双层球形颗粒,如果两层结构的折射率相差不大,采用其中一种折射率通过消光法来测量,其结果仍比较准确,误差不大。     

三波长消光法测定微粒的粒径及其分布

用洮肖法（Ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｉｎｅｃｉｔｏｎ）可以测量颗粒的平均粒径,而用多波长消光法,不仅可以测量颗粒的平均粒径,而且也可以测量颗粒的粒径分布。本文提出,当采用函数限制解法时,仅用３个波长即可求出颗粒的粒径及其粒径分布计算机数值模拟计算处实测结果证实了这种方法的有效性。     

基于后向光散射的颗粒测量技术研究

颗粒粒径和颗粒折射率是光散射颗粒测量技术中的重要参数。为了实现颗粒粒径的测量及其分档,在广义Mie理论基础上,分析了颗粒粒径及折射率对后向散射光能分布的影响,并得到了后向散射光能分布随颗粒粒径及折射率呈周期变化规律。实验验证结果表明,后向散射光能与颗粒粒径及颗粒浓度有关。研究结果可为后续的颗粒测量研究提供参考。     

A macro-microscopic investigation of high-pressure sprays injected by a common rail system

The main purpose of this research is to investigate high-pressure diesel oil sprays generated by a common-rail system through small nozzle holes. High-speed photography, phase Doppler particle analyzer (PDPA), and a combination of data obtained with high-speed photography and PDPA, based on the light extinction principle within sprays are used to deal with the objective. The sprays are characterised in an environment, which simulates in-cylinder air density of the actual diesel engine when the injection starts. However, it must be pointed out that isothermal condition at room temperature is considered and no-evaporation of drops occurs. A wide parametric study has generated evidence needed to quantify the influence of the common-rail pressure, nozzle hole diameter and environment gas density on the macroscopic evolution of sprays (spray tip penetration, and spray cone angle) as well as microscopic behaviour (spatial and temporal evolution of drop size, drop velocity and drop concentration distributions).     

颗粒尺寸在线测量的光透消光法

提出了用光透消光法（或称全散射法）对颗粒尺寸及其分布进行实时在线测量的方法。并模拟生产现场颗粒状况,用标准粒子作了一系列验证实验,实验结果很好地证实了本方法的有效性。     

雾和气溶胶前向散射对消光的影响

光电工程中探测器接收的光强包括透射光和大气前向散射光。雾和大气气溶胶粒子的前向散射增强了透射光,从而导致测量的衰减比实际衰减小。本文采用Mie散射理论,根据气溶胶谱分布以及雾滴的谱分布模型及其与能见度的经验关系,计算了可见光到中波红外波长的前向散射修正因子。详细分析了激光在气溶胶和雾衰减中前向散射修正因子随粒子平均半径、能见度和波长等参数的变化关系,并拟合出前向散射修正因子随粒子平均半径和视场乘积的经验关系式,在10°视场内平均残差小于0.02,可为相关光电工程提供参考。